导体而且绝缘体
原子结合在一起的方式会影响它们形成的材料的电学性质。例如，在由金属结合剂，电子松散地漂浮在金属离子。如果施加电力，这些电子就可以自由移动。例如，如果a铜导线连接在导线的两端电池时，电子会在导线内流动。因此,一个电流流动时，铜被称为a导体。
然而，导体内部的电子流动并没有这么简单。一个免费的电子将加速但随后会与一个离子。在碰撞过程中，出现了一些能源所获得的电子将被转移到离子中。因此，离子会移动得更快，观察者会注意到电线的温度上升。这种电能的转换运动将电子转移到热能量被称为电能电阻。在高电阻材料中，当电流流过时，导线会迅速升温。在低电阻的材料中，比如铜线，大部分能量都停留在移动的电子上，所以这种材料很擅长将电能从一点移动到另一点。铜优良的导电性能和相对较低的成本是它通常用于电线的原因。
相反的情况发生在材料上，例如塑料而且陶瓷，其中电子全部锁定为离子键或共价键。当这些材料被放置在两极之间电池也就是说，没有电子可以自由移动。这样的材料被称为绝缘体。
磁性
材料的磁性也与原子中电子的行为有关。轨道上的电子可以看作是一个微型的电流回路。根据的法律电磁，这样的循环将创建一个磁场。在原子核轨道上的每个电子都会产生自己的磁场，这些磁场的总和，加上磁场内在电子和原子核的磁场，决定了原子的磁场。除非所有这些场都抵消了，原子可以被认为是一个很小的原子磁铁。
在大多数材料中，这些原子磁铁指向的方向是随机的，因此材料本身没有磁性。在某些情况下，例如，当随机定向的原子磁铁被放置在一个强的外部磁场中时，它们会排成一列，在这个过程中加强外部磁场。这种现象被称为顺磁性。在一些金属中，如铁，原子间的相互作用力是这样的，原子磁体在几千个原子的区域上排列。这些区域称为域。在普通铁中，畴的方向是随机的，所以这种材料没有磁性。然而，如果把铁放在强磁场中，这些畴就会排成一列，即使在除去外部磁场后，它们也会保持排成一列。结果，这块铁就会获得很强的磁场。这种现象被称为铁磁性。永磁体就是用这种方法制成的。
的核
核力量
主成分原子核是质子和中子，它们的质量大致相等，比电子大得多。作为参考，质子的公认质量为1.672621777 × 10−24克，中子为1.674927351 × 10−24克。的负责质子的大小与电子相等，但符号相反，而中子不带电荷。两个粒子都有自旋1/2因此费米子并受泡利不相容原理。两者都有固有磁场。质子的磁矩为1.410606743 × 10−26焦耳每特斯拉，中子为−0.96623647 × 10−26焦耳每特斯拉。
把原子核描绘成质子和中子的集合是不正确的，类似的一袋弹珠。其实，很多努力都在物理20世纪下半叶的研究致力于研究在原子核内度过短暂生命的各种粒子。更准确的原子核图像应该是一个沸腾的大锅，数百种不同的粒子聚集在质子和中子周围。现在人们相信，这些所谓的基本粒子是由更基本的物体构成的，这些物体被命名为夸克。现代理论表明，甚至夸克也可能由更基本的物质构成实体调用字符串(看到弦理论）.
在原子核内部起作用的力，既有日常生活中常见的力，也有只在原子内部起作用的力。例如，两个质子会因为相同的电力而相互排斥，但会被吸引到一起万有引力。特别是在基本粒子的尺度上，引力比其他基本力弱许多个数量级，所以在讨论原子核时，通常会忽略它。然而，由于原子核不受质子间的排斥电作用力的影响而保持在一起，因此必然存在一种反作用力——物理学家将其命名为逆作用力强大的力量-在细胞核内短距离活动。自强子首次出现以来，它一直是物理学研究的主要问题假设在20世纪30年代。
还有一个力弱力-在原子核内部运作。弱力是原子核某些放射性衰变的原因。宇宙中的每一个过程都由四种基本力——强、电磁、弱和引力——决定宇宙。现代理论物理学的一个重要流派是，尽管它们看起来非常不同，但它们是单一基本力的不同方面。看到统一场论）.